SuedOstLink Erdverkabelung. Technologie im Überblick

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1 SuedOstLink Erdverkabelung Technologie im Überblick

2 2 SuedOstLink Erdkabel für Bayern Vorteile der HGÜ-Technologie auf einen Blick Geringere Übertragungsverluste bei Stromtransport über weite Strecken Erdkabel in HGÜ-Technik (Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragung) können auf weiten Strecken eingesetzt werden. Hohe Übertragungskapazität Flexibilität und Systemstabilität des Stromnetzes werden erhöht. Direkter Transport des Stroms zum Bedarfspunkt Lastflüsse im Netz können besser gesteuert werden. Schwankende Stromproduktion aus erneuerbaren Energien kann besser in das Stromnetz integriert werden. Erdkabel haben bei neuen Gleichstromverbindungen im Netzausbau Vorrang. Damit steht durch den entsprechenden Koalitionsbeschluss aus dem Jahr 2015 fest, dass SuedOstLink vorrangig als Erdkabel geplant wird. Für Gleichstromverbindungen wie SuedOstLink gilt nach 3 Bundesbedarfsplangesetz vom Dezember 2015 der Erdkabelvorrang. Als Freileitung geführte Teilstrecken sind nur in streng geregelten Ausnahmefällen möglich. Naturschutzausnahme : wenn das Erdkabel gegen Gebietsschutz (z. B. Natura 2000) oder Artenschutz (z. B. besonders geschützte Pflanzen und Tiere) verstoßen würde. Bündelungsausnahme : wenn eine Bündelung mit einer bestehenden Freileitung möglich ist und die Freileitung keine zusätzlichen Umweltauswirkungen gegenüber einer Erdkabelführung hätte. Akzeptanzausnahme : wenn eine Gebietskörperschaft die Prüfung einer Freileitungsausnahme verlangt und der Abwägungsprozess durch die Bundesnetzagentur im Ergebnis zu einer Freileitungsausnahme kommt. TenneT kann beim Einsatz von Erdkabeln im Gleichstrombereich bereits auf langjährige Erfahrung zurückgreifen. Neben mehreren Onshore-Projekten in Deutschland und in den Niederlanden, bei denen HGÜ-Erdkabel verlegt wurden, betreibt TenneT rund Kilometer Gleichstromkabel, die im Rahmen der Anbindung von Offshore-Windparks realisiert wurden. Der Einsatz von Erdkabeln in der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung ist inzwischen weltweit eine erprobte und bewährte technische Lösung. Freileitungen sind dabei ausgeschlossen, wenn sie näher als 400 Meter an Wohnbebauungen im Innenbereich bzw. näher als 200 Meter im Außenbereich verlaufen würden.

3 SuedOstLink im Überblick Verlauf: Wolmirstedt, Sachsen-Anhalt (Startpunkt) Kraftwerk Isar bei Landshut, Bayern (Endpunkt) Ungefähre Länge: ca. 580 km (abhängig vom gefundenen Leitungsverlauf) Vorhabenträger: Wolmirstedt bis Landesgrenze Bayern: 50Hertz Transmission GmbH Landesgrenze Bayern bis Endpunkt Kraftwerk Isar: TenneT TSO GmbH Technische Daten: Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) Spannungsebene 320 bis 525 kv Übertragungskapazität 2 GW Integration des Gleichstroms in das Drehstromnetz über zwei Konverteranlagen Anzahl der Kabel: vier bei zwei Systemen (je zwei Plus- und zwei Minuspole, plus Nachrichtenkabel sowie optional ein metallischer Rückleiter) Haben Sie noch Fragen oder möchten Sie weitergehende Informationen? Wenden Sie sich bitte direkt an das SuedOstLink-Team von TenneT. Kontakt: Carolin Kürth Bürgerbeteiligung SuedOstLink T +49 (0) E suedostlink@tennet.eu

4 4 Fokus Kabeltechnik Um auf der 320-kV-Ebene mit HGÜ-Kabeln beispielsweise eine Übertragungskapazität von bis zu ein Gigawatt (GW) zu erreichen, muss ein System mit zwei Kabeladern verlegt werden. Dieses Kabelsystem ergibt sich somit aus zwei Kabeln, einem positiven und einem negativen Pol. Der Durchmesser eines Kabels beträgt zwischen elf und zwölf Zentimeter. Es besteht aus einem Aluminiumoder Kupferkern, Polymer-Isolierung und einem Kunststoffmantel. Die 320-kV-VPE-Kabel (Kunststoffkabel mit einer Isolation aus vernetztem Polyethylen) für HGÜ-Technik sind mittlerweile etabliert und lösen die masseimprägnierten Kabel ab. Ein Vorteil ist, dass die kunststoffisolierten Kabel eine höhere Übertragungskapazität haben. Dadurch werden weniger Kabeladern benötigt und die Kabeltrassen schmaler. Aktuell werden seitens der Kabelhersteller Kunststoffkabel für Spannungsebenen bis 525 Kilovolt (kv) entwickelt. TenneT orientiert sich beim Einsatz von Erdkabeln am aktuellen Stand der Technik und ist offen für technologische Innovationen, wenn diese den Eingriff in die Landschaft minimieren und somit zu mehr Akzeptanz in der Bevölkerung beitragen. Vor dem Einsatz neuer Kabeltechnologien müssen jedoch Präqualifikationstests unter realistischen Verlegebedingungen die Langzeittauglichkeit der Kabel unter Beweis stellen. Erdkabel im Querschnitt (Aluminiumkern) Kabeldurchmesser rund 12 cm Gewicht rund 16 kg/m Leiterquerschnitt mm² (Durchmesser Aluminiumkern rund 6 cm) Geaderter Aluminiumleiter (Milliken 1 ) 2 Halbleitendes Einfassband und extrudierte Schicht 3 Spezielles Isolierungsverbundmaterial auf VPE 2 -Basis 4 Halbleitende Schicht und Wasserschutzbarriere in Längsrichtung 5 Metallabschirmung 6 Polyethylenummantelung 1 In Millikenleitern besteht der leitende Kern aus mehreren Sektoren, deren Anordnung über die Kabellänge variiert, um Übertragungsverluste zu minimieren. 2 Vernetztes Niederdruck-Polyethylen

5 Verlegung von Erdkabeln: offene und geschlossene Bauweise 5 HGÜ-Erdkabel können in Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten, wie zum Beispiel der Bodenbeschaffenheit oder der Topologie, auf unterschiedliche Weise verlegt werden. Dabei wird der offene Kabelgraben als Regelfall angenommen. Bei der offenen Verlegeweise werden vor Beginn der Bauarbeiten unter anderem Untersuchungen bezüglich des Bodens, der Archäologie, der Kampfmittelräumung und der Hydrologie vorgenommen. Es werden Baustraßen und Zufahrten für den Baustellenverkehr und die Kabeltrommeltransporte eingerichtet und die genauen Kabelgräben eingemessen und markiert. In nächsten Schritt wird der Ober- und Unterboden abgetragen und getrennt gelagert. Die Kabel werden mit einer Mindestüberdeckung von 1,3 Metern in eine Sandbettung verlegt und mit Trassenwarnbändern und Schutzplatten versehen. Das geschieht insbesondere, um die Erdkabel bei späteren Erdarbeiten vor Beschädigung zu schützen. Anschließend wird der Kabelgraben mit dem vorher entnommenen Ober- und Unterboden wieder aufgefüllt und die Rekultivierung durchgeführt. Offene Verlegung Bei der Querung von sensiblen Bereichen, wie beispielsweise Straßen, Bahngleisen, Flüssen oder Gas- und Wasserleitungen kann auch eine geschlossene Verlegung durchgeführt werden. Zum Einsatz kommen dabei unterschiedliche Verfahren, u. a. Rohrpressverfahren oder Spülbohrverfahren (englisch: Horizontal Directional Drilling, abgekürzt: HDD). Das Rohrpressverfahren kann beispielsweise zur Querung von Bahnstrecken und Schnellstraßen eingesetzt werden, stößt aber bei etwa 30 bis 50 Metern Länge an seine Grenzen. Rekultivierung Mittels HDD können Straßen, Bahnlinien, Gewässer und Deiche bis zu einer Länge von 800 Metern unterquert werden. Auch als Maßnahme zur Verminderung des Eingriffs zur Unterquerung von besonders schützenswerten Gebieten könnte ein HDD-Verfahren anstelle der offenen Standardbauweise in Betracht gezogen werden. Je nach Länge der Bohrung und Art des zu querenden Untergrunds sind unterschiedlich große Start- und Zielbaustellen mit entsprechender Ausrüstung erforderlich. HDD-Bohrung

6 6 Transport und Verbindung der Kabel Kabeltransport Transport der Kabel Beim Bau können Höchstspannungskabel nur in Teilstücken von etwa 800 bis Metern Länge verlegt werden. Längere Abschnitte können nicht transportiert werden. Dies liegt zum einen am Gewicht der Kabeltrommeln und zum anderen an der Gesamthöhe des Transports mit Blick auf die Unterquerung von Brücken. Verbindung der Kabel Die einzelnen Kabelabschnitte werden deshalb mit Muffen verbunden, am Anfang und Ende der Kabelstrecke sind zudem Endverschlüsse vorzusehen. Die Muffenmontage erfolgt in einem temporären Container auf der Baustelle, um während der Arbeiten möglichst trockene, staubfreie und thermisch kontrollierte Bedingungen zu gewährleisten. Nach Abschluss der Arbeiten an den Muffen werden die Container abgebaut und die Muffen werden gemeinsam mit den Erdkabeln im Kabelgraben mit dem Bettungsmaterial und dem Aushubmaterial überdeckt. Verbindung der Kabel im Muffencontainer

7 7 Bauphasen bei der Erdkabelverlegung Vor Baubeginn Trassenvorbereitung Abtrag Oberboden Herstellung Grabenprofil Kabelzug Muffen Rückverfüllung Graben Rekultivierung Flächennutzung nach Bau Baugrunduntersuchungen Kampfmittelräumung Ggf. Drainagesysteme Befahrungsanalyse Baufeldfreimachung Wegerechte/Dienstbarkeiten Abstecken der Trasse Wegebau Baustellensicherung Ggf. bodenkundliche Baubegleitung Ggf. Vorbereitung der HDD Aushub Oberboden Lagerung Ggf. Begrünung, Schutz vor Verwehung Aushub Unterboden Getrennte Lagerung der Bodenhorizonte Ggf. Installation offene Wasserhaltung Sandbettschüttung Kabeltrommeltransport Kabelzug durch Graben Installation Muffencontainer Präparation der Kabel Installation von Muffen Deinstallation Muffencontainer Bettung der Muffe im Sand Aufschüttung des Sandbetts um das Kabel Einbringung von Schutzplatten Rückverfüllung des Unterbodens Einbringung der Trassenwarnbänder Einbringung restlicher Unter- und Oberböden Einbaukontrolle Boden (Verdichtungsnachweis) Oberflächenwiederherstellung Ggf. Düngung Ggf. Neueinsaat Land- und Viehwirtschaft möglich Keine Bebauung und tiefwurzelnde Pflanzen Einzug des Erdkabels Baustelle im Überblick Einsanden der Erdkabel

8 8 Bauphasen bei Erdkabelprojekten Immer mit dabei: Archäologische Baubegleitung Kampfmittelräumdienst Vermesser Abgeerntetes Feld Vorbereitung Baustraße Phase Vorbereitung Die geplante Lage der HGÜ-Erdkabel und die Baustelle werden vermessen und abgesteckt. Dann wird die Trasse auf Kampfmittelfreiheit untersucht und, wo nötig, von alter Munition befreit. Parallel dazu arbeiten Archäologen entlang der Leitungstrasse. Grabenaushub Kabeltransport Muffengrube Phase Grabenaushub Nach der Errichtung einer temporären Baustraße wird der Mutterboden sorgsam abge tragen und der Graben für die Erdkabel ausgehoben. Kabelverlegung Phase Kabelverlegung Spezialtransporter liefern die Kabel direkt an die Baustelle. Der Kabeleinzug erfolgt mit Hilfe einer Zugwinde und den Rollenböcken im Graben. Rückverfüllung Kabelgraben Warnband Abdeckplatte Einsanden Phase Verfüllung Die Kabelenden werden miteinander vermufft. Die fertigen Muffen und das gesamte Kabel liegen in einem Sandbett, um es vor mechanischen Schäden zu schützen. Bei der Rückverfüllung des Unter- und Oberbodens werden zusätzliche Schutzplatten und Warnbänder mitverlegt. Verfüllung

9 9 Bauleitung Ökologische Baubegleitung Bodenkundliche Baubegleitung 1 Vorbohrung 2 Einzug Schutzrohr Kabeleinzug Offene Verlegeweise Geschlossene Verlegeweise Kabelgraben Unterbodenaushub Mutterbodenaushub Mutterbodenaushub Getrennte Bodenmieten Unterbodenaushub Kabeleinzug Positionsbestimmung Kabel Kabellänge Die Kabelverbindung: Muffen Prüfung Muffencontainer Rekultivierung Phase Rekultivierung Nachdem der Graben wieder verfüllt ist und die Bau arbeiten abgeschlossen sind, beginnen die Rekultivierungsarbeiten. Der Bereich kann anschließend wieder landwirtschaftlich genutzt werden.

10 10 Konverter zur Anbindung an das Wechselstromnetz Bei der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung sind am Anfangs- und Endpunkt der Leitung Konverter notwendig: Diese wandeln den Wechselstrom aus dem Übertragungsnetz zunächst für den Transport in Gleichstrom und dann wieder in Wechselstrom um, um ihn in das bestehende Stromnetz einspeisen zu können. Die Energie kann somit in beide Richtungen transportiert werden. Schematische Darstellung einer Konverterstation

11 11 Aufbau und Funktionsweise einer Konverterstation Eine Konverterstation besteht mit dem Gleichstrom- Anschluss, der Konverterhalle, den Transformatoren und dem Wechselstrom-Anschluss im Wesentlichen aus vier Funktionseinheiten. Über den Gleichstrom- Anschluss ist der Konverter mit der Gleichstrom-Leitung verbunden. Dabei kann es sich sowohl um eine Freileitung als auch ein Erdkabel handeln. Kernstück der Station ist der Umrichter, der den Strom umwandelt. Der Umrichter besteht aus Transistoren, Dioden, Kondensatoren und Spulen. Da diese Bauteile empfindlich sind, werden sie in einer Konverterhalle untergebracht. Dabei müssen mehrere Meter Abstand zum Hallendach, zum Boden und zu den Wänden gehalten werden, weil die elektrischen Bauteile unter Hochspannung stehen. Beim Umrichten müssen diese Bauteile gekühlt werden, weshalb sie mit einer Kühlungsanlage verbunden sind. Transformatoren sind in einer Konverterstation das verbindende Element zu den angeschlossenen Wechselstromnetzen. Sie gleichen die Spannung an und sorgen dafür, dass der vom Konverter erzeugte Wechselstrom auf die Spannung des Übertragungsnetzes beziehungsweise auf die Wechselstrom-Spannung des Konverters gebracht wird. Über die Transformatoren sowie den Wechselstrom-Anschluss und die Schaltanlagen ist der Konverter schließlich mit dem Wechselstrom- Übertragungsnetz verbunden. Standortsuche Die Suche nach einem Konverterstandort erfolgt transparent: Über die rechtlichen Vorgaben hinaus wird die lokale Öffentlichkeit in allen Phasen der Standortsuche umfassend informiert. Im Sinne des Anwohnerschutzes und möglichst geringer Auswirkungen auf das Landschaftsbild wird ein Konverterstandort gesucht, der möglichst nahe am Netzverknüpfungspunkt liegt. Bei größeren Entfernungen ist eine Anbindung mit einer Stichleitung erforderlich. In der Voruntersuchung werden dafür grundsätzlich geeignete Flächenbereiche ermittelt und erste Realisierungsabschätzungen, zum Beispiel durch Schallprognosen, vorgenommen. In der Bundesfachplanung erfolgen eine artenschutz-, naturschutzfachliche sowie technische Detailuntersuchungen der in Betracht gezogenen Flächen. Zudem wird die Verschränkung mit dem Trassenkorridor sichergestellt, bevor der endgültige Standort genehmigt wird. Konverterstationen 1 Wechselstrom weiter über Wechselstrom-Freileitung 2 Kühlanlage 3 Transformatoren 4 Konverterhalle 5 Gleichstrom weiter über Gleichstrom-Erdkabel Über Konverter erfolgt die Umwandlung von Wechsel- auf Gleichstrom und umgekehrt. Konverter werden am Anfangs- und Endpunkt einer HGÜ-Verbindung benötigt. Die Energie kann in beide Richtungen transportiert werden. Konverter sollten möglichst nah am Netzverknüpfungspunkt gebaut werden andernfalls ist eine Anbindung mit flächenintensiverer Stichleitung erforderlich. Ungefährer Flächenbedarf eines Konverters: 7 Hektar Standortsuche: Interessierte Bürger können bei der Standortsuche Hinweise geben und Informationen nachfragen.

12 TenneT ist einer der führenden Übertragungsnetzbetreiber in Europa. Mit rund Kilometern Hoch- und Höchstspannungsleitungen in den Niederlanden und in Deutschland bieten wir 41 Millionen Endverbrauchern rund um die Uhr eine zuverlässige und sichere Stromversorgung. TenneT entwickelt mit etwa Mitarbeitern als verantwortungsbewusster Vorreiter den nordwesteuropäischen Energiemarkt weiter und integriert im Rahmen der nachhaltigen Energieversorgung vermehrt erneuerbare Energien. Taking power further TenneT TSO GmbH Bernecker Straße Bayreuth Deutschland Telefon + 49 (0) Fax + 49 (0) info@tennet.eu TenneT TSO GmbH September 2016 Nichts aus dieser Ausgabe darf ohne ausdrückliche Zustimmung der TenneT TSO GmbH vervielfältigt oder auf irgendeine andere Weise veröffentlicht werden. Aus dem Inhalt des vorliegenden Dokuments können keine Rechte abgeleitet werden. TH